專利名稱：用于磁盤驅(qū)動器標(biāo)識符到服務(wù)器連接插槽的持續(xù)映射的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，具體地說，涉及使用SAS擴(kuò)展器(expander)的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多現(xiàn)今的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)有“底板”(backplane)，這是包含了其他電路板可以插入的插座的電路板。例如，在個人計(jì)算機(jī)中，這個底板就是包含了用于各擴(kuò)展卡的插座的大電路板。
服務(wù)器類型的計(jì)算機(jī)通常配備有“硬驅(qū)動器底板”。多個“插槽”的每個都有一個用于硬驅(qū)動器數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的連接器。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的底板只接受固定數(shù)量的設(shè)備。一種用于將設(shè)備連接到底板的流行接口，稱為SAS(串行附屬SCSI)。SAS系統(tǒng)是點(diǎn)對點(diǎn)配置，該配置可以使用擴(kuò)展器，作為發(fā)起者(initiator)設(shè)備(如主機(jī))與目標(biāo)設(shè)備(如外設(shè)和典型情況下的存儲設(shè)備)之間的中繼設(shè)備。該擴(kuò)展器允許系統(tǒng)內(nèi)一個或多個發(fā)起者可以有到一個或多個目標(biāo)的連接。
與現(xiàn)今的其他外設(shè)接口一樣，SAS接口設(shè)計(jì)為允許“熱插拔”。這是指當(dāng)計(jì)算機(jī)還在運(yùn)行的時候，向計(jì)算機(jī)添加或從計(jì)算機(jī)刪除設(shè)備的能力，以便操作系統(tǒng)自動識別這個變化。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的含義，這里說明的系統(tǒng)和方法用于將數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的磁盤驅(qū)動器映射到服務(wù)器連接插槽的方法。當(dāng)有一個或多個SAS擴(kuò)展器被用來添加額外的磁盤驅(qū)動器的時候，可以使用該方法，而且，該方法可以維持相同的驅(qū)動器編號計(jì)劃，就好像這些擴(kuò)展器不存在一樣。該方法使用SAS鏈接的標(biāo)識地址幀數(shù)據(jù)，以確定一個設(shè)備是否連接到控制器端口的每個物理口上，而且確定這個設(shè)備是擴(kuò)展器還是終端設(shè)備(磁盤驅(qū)動器)。
該方法分配一個設(shè)備ID(Device ID)給系統(tǒng)中的每個磁盤驅(qū)動器。這個設(shè)備ID可以用于磁盤管理功能，如控制位于硬磁盤底板上的多個LED。
該方法是“持續(xù)的(persistent)”，其含義在于，不論該服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)是否有擴(kuò)展器，驅(qū)動器插槽的這些設(shè)備ID都是同樣的。


參考以下的

并將其與附圖共同使用，對本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)可以獲得更完整的理解，附圖中類似的附圖標(biāo)記指示了類似的特征，在這里圖1說明配置了包括一個6端口SAS擴(kuò)展器的SAS數(shù)據(jù)存儲的服務(wù)器系統(tǒng)100的相關(guān)部分。
圖2說明這些磁盤驅(qū)動器如何被映射到如圖1所示、但沒有擴(kuò)展器的系統(tǒng)的驅(qū)動器插槽上。
圖3說明這些磁盤驅(qū)動器如何被映射到圖1所示系統(tǒng)的驅(qū)動器插槽上。
圖4說明配置了包括一個12端口SAS擴(kuò)展器的SAS數(shù)據(jù)存儲的服務(wù)器系統(tǒng)400的相關(guān)部分。
圖5說明這些磁盤驅(qū)動器如何被映射到如圖4所示、但沒有擴(kuò)展器的系統(tǒng)的驅(qū)動器插槽上。
圖6說明這些磁盤驅(qū)動器如何被映射到圖4所示系統(tǒng)的驅(qū)動器插槽上。
具體實(shí)施例方式
圖1說明配置了SAS數(shù)據(jù)存儲的服務(wù)器系統(tǒng)100的相關(guān)部分。出于說明的目的，系統(tǒng)100可以是任何配置了SAS數(shù)據(jù)存儲的“信息處理系統(tǒng)”。一個“信息處理系統(tǒng)”可以包括一種手段或多種手段的集合，這些手段均具有可操作性以計(jì)算、分類、處理、傳輸、接收、重新獲得、產(chǎn)生、交換、保存、顯示、展示、檢測、記錄、復(fù)制、操作或使用用于商業(yè)、科學(xué)、控制或其他目的的任意形式的信息、情報或數(shù)據(jù)。例如，一個信息處理系統(tǒng)可以是一臺個人電腦，一個網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，或任意其他合適的設(shè)備，也可以在尺寸、形狀、性能、功能和價格上各有不同。該信息處理系統(tǒng)可以包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)，一個或多個如中央處理器(CPU)、硬件或軟件控制邏輯等的處理方式，ROM，和/或其他類型的非易失性存儲器。該信息處理系統(tǒng)的其他組件包括一個或多個硬磁盤，一個或多個用于與外部設(shè)備通信的網(wǎng)絡(luò)接口，以及諸如鍵盤、鼠標(biāo)和視頻顯示器等的各類輸入輸出(I/O)設(shè)備。該信息處理系統(tǒng)還可以包括一條或多條總線，均具有操作性以在各種硬件組件之間傳送消息。
圖1中，除了該數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)之外，只明確地顯示了系統(tǒng)100最基本的元件。該系統(tǒng)有至少包含了一個激活存儲器的處理系統(tǒng)109，處理器，以及用于內(nèi)部和I/O通信的總線。依照SAS的術(shù)語集，處理系統(tǒng)109這里被稱為“發(fā)起者”，通常是指數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器。
在圖1的例子中，系統(tǒng)100有10個磁盤驅(qū)動器101。驅(qū)動器101通過存儲控制器105與系統(tǒng)100的其他部分進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在本說明的例子中，控制器105是一個RAID控制器，它只允許服務(wù)器100僅僅能見到直接處理這些驅(qū)動器的控制器101。RAID(獨(dú)立磁盤冗余陣列)包括兩個或更多并行工作的磁盤。在用戶看來，這些磁盤只是一個驅(qū)動器，而且，提供了改進(jìn)的性能或安全性(或兩者兼而有之)。執(zhí)行RAID功能和控制這些硬磁盤的軟件，位于控制器105上。
控制器105包含SAS I/O控制器(IOC)106，該控制器遵照SAS的標(biāo)準(zhǔn)控制、控制去往和來自這些磁盤驅(qū)動器的輸入和輸出。控制器105通過一條如PCI類型總線的總線104，與系統(tǒng)100的剩余部分通信。
8個磁盤驅(qū)動器101與底板103相連。底板103有與之相關(guān)的底板控制器103a。
系統(tǒng)100還有至少一個介質(zhì)托架(media bay)底板107。介質(zhì)托架底板107被設(shè)計(jì)為允許安裝額外的外設(shè)設(shè)備。與底板103的內(nèi)部插槽相比，在介質(zhì)托架底板107上的設(shè)備安裝稱為“無遮蔽的”或“可訪問的”。介質(zhì)托架底板107有與之相關(guān)的控制器107a。
在圖1的例子中，該介質(zhì)托架底板107還包括一個擴(kuò)展器107b。在SAS的術(shù)語集中，“擴(kuò)展器”是提供帶有到額外目標(biāo)訪問的發(fā)起者的設(shè)備(反之亦然)。擴(kuò)展器提供的功能與集線器或交換機(jī)提供的類似。擴(kuò)展器可以連接到其他擴(kuò)展器、SATA目標(biāo)設(shè)備、SAS目標(biāo)設(shè)備或SAS發(fā)起者。擴(kuò)展器將發(fā)起者連接到目標(biāo)設(shè)備，從而形成一個SAS域。
在系統(tǒng)100中，擴(kuò)展器107b用于提高可以連接到控制器105的驅(qū)動器的數(shù)量。擴(kuò)展器107b遵從在背景技術(shù)部分所討論的SAS標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是定義擴(kuò)展器107b如何與發(fā)起者和目標(biāo)設(shè)備結(jié)合的接口標(biāo)準(zhǔn)。
在圖1的例子中，擴(kuò)展器107b是一個6端口(x6)擴(kuò)展器。這是一個“邊緣擴(kuò)展器”。
如上所述，驅(qū)動器控制器105包含SAS控制器106，后者通過邊帶信號連接到底板控制器103a和介質(zhì)托架控制器107a。
SAS控制器105通過一號端口直接連接到底板103的驅(qū)動器1-4。SAS控制器105通過二號端口直接連接到驅(qū)動器9、10以及擴(kuò)展器107b。其次，擴(kuò)展器107b連接到驅(qū)動器5-8。這個配置只用于示范；這里闡明的概念可以擴(kuò)展以便包括多個底板，不同的拓?fù)浜万?qū)動器數(shù)量。
數(shù)據(jù)存儲控制器105的一個功能是擴(kuò)展與底板103上的驅(qū)動器插槽相關(guān)的狀態(tài)LED。為這個目的，控制器105的RAID軟件使用傳遞給該底板控制器103a的SES或SAF-TE指令。這要求控制器105有特定的方法以便將它的端口(以及連接到這些端口的驅(qū)動器)映射到底板103的插槽上。
在有熱插拔底板、但缺少SAS擴(kuò)展器107b的服務(wù)器上，遵從并行SCSI標(biāo)準(zhǔn)的硬磁盤驅(qū)動器很容易與他們所駐留的各個驅(qū)動器插槽相關(guān)聯(lián)。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的并行SCSI底板設(shè)計(jì)為基于該驅(qū)動器所插入的插槽，將該SCSI目標(biāo)ID設(shè)置為與該底板的插槽編號一樣的驅(qū)動器ID。這通過在底板連接器上用于每個插槽的跳線(jumping)和接地(grounding)信號實(shí)現(xiàn)。
圖2說明了I/O控制器端口如何映射到如系統(tǒng)100、但缺少擴(kuò)展器的系統(tǒng)的驅(qū)動器插槽上。圖2中，控制器105的每個端口與單個“物理口”(phy)相關(guān)。這與以下說明的圖3中的系統(tǒng)形成對照，圖3中控制器端口可以是由使用超過一個物理口而建立一條寬鏈接(widelink)的寬端口(wide port)。
圖2中，每個物理口通過底板103直接連接到每個驅(qū)動器101。驅(qū)動器與他們的插槽之間的關(guān)聯(lián)允許由控制器輕松地控制每個驅(qū)動器插槽的狀態(tài)LED。端口0連接到插槽1，以此類推。該控制器基于所指定的設(shè)備ID更新驅(qū)動器的狀態(tài)，設(shè)備ID也對應(yīng)于適當(dāng)?shù)尿?qū)動器插槽編號。
由此，參照圖1和圖2，在不存在擴(kuò)展器107b的情況下，將服務(wù)器插槽映射到駐留在這些插槽的驅(qū)動器上的邏輯方法，是使用該驅(qū)動器所連接的控制器106的端口(物理口)編號。這樣允許控制器106基于端口(物理口)編號來控制這些插槽的狀態(tài)LED。
可是，在圖1的配置中，實(shí)際上有擴(kuò)展器107b，以上所述的關(guān)聯(lián)方法并不起作用。這是由于所有的SAS設(shè)備(包括擴(kuò)展器107b)有一個64位的全球范圍名稱(WWN)形式的地址，該地址在制造該設(shè)備的時候設(shè)置。在同擴(kuò)展器和終端設(shè)備的通信期間，使用這個SAS地址。
圖3說明用于定義對于圖1中的系統(tǒng)而言，存儲控制器105如何發(fā)現(xiàn)磁盤驅(qū)動器和指定設(shè)備ID的方法。圖3的陰影部分代表通過介質(zhì)托架底板107和擴(kuò)展器107b而相連接的驅(qū)動器。設(shè)備ID是指定給驅(qū)動器101的編號，用于同該驅(qū)動器的通信并將該驅(qū)動器與一個服務(wù)器插槽相關(guān)聯(lián)。
系統(tǒng)的布局配置為實(shí)現(xiàn)任意設(shè)備上的最低編號的插槽連接到用于該設(shè)備的最低編號的物理口。按照發(fā)現(xiàn)的先后次序來指定設(shè)備ID。
不論服務(wù)器100是否有擴(kuò)展器，物理口到插槽的布局都是正確的。當(dāng)一個物理口上沒有驅(qū)動器時，該設(shè)備ID保留。這樣，如果稍后插入一個驅(qū)動器，編號次序?qū)⒌靡员４妗?br> 為發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器101，控制器105從包含物理口0的端口開始，遍歷它的端口。該遍歷流程在轉(zhuǎn)移到下一個端口之前，先遍歷物理口0上的所有設(shè)備，依此類推。當(dāng)一個物理口不是一個寬端口的一部分時，該端口與該物理口是一樣的。當(dāng)多個物理口是一個寬端口的一部分時，通過這些物理口執(zhí)行發(fā)現(xiàn)流程。
在圖3的例子中，從用于位于底板103上的驅(qū)動器的設(shè)備ID 0開始，對應(yīng)的設(shè)備ID與該插槽編號相關(guān)聯(lián)。當(dāng)沒有驅(qū)動器存在于加到服務(wù)器插槽的物理口(屬于該I/O控制器的，或是屬于一個擴(kuò)展器的)，跳過該設(shè)備ID。這樣，如果沒有設(shè)備附加到對應(yīng)于插槽4的物理口3，就跳過該設(shè)備ID。如果有設(shè)備存在于插槽4，該設(shè)備將具有設(shè)備ID 3。以這樣的方式，指定設(shè)備ID 0-3給驅(qū)動器1-4。
當(dāng)一個擴(kuò)展器連接到物理口(或者，在寬端口情況下是多個物理口)，控制器105按照次序(從物理口0到物理口x)發(fā)現(xiàn)該擴(kuò)展器上的驅(qū)動器，并且以同樣的方式指定設(shè)備ID，為連接到空余插槽的物理口保留設(shè)備ID，為現(xiàn)存的驅(qū)動器指定設(shè)備ID。
在圖1的配置并如圖3所示，控制器105的物理口4和5配置為一個2X寬端口。他們擴(kuò)展到底板103的插槽5-8，因此這些插槽上的驅(qū)動器就具有這些設(shè)備ID。物理口6和7連接到該底板的驅(qū)動器9和10上，這些驅(qū)動器就被指定相應(yīng)的設(shè)備ID。
可以用SAS等價術(shù)語來復(fù)述以上所述方法。在SAS系統(tǒng)中，對所有的設(shè)備到設(shè)備通信而言，標(biāo)識序列是其關(guān)鍵。在標(biāo)識序列中，位于一條運(yùn)行鏈路上的SAS設(shè)備相互交換標(biāo)識(IDENTIFY)地址幀。標(biāo)識地址幀包含關(guān)于所連接SAS設(shè)備的信息，例如它的SAS地址，它是否支持特定協(xié)議(SMP，STP，SSP)，它是目標(biāo)設(shè)備，是發(fā)起者或兩者都是，以及設(shè)備類型。設(shè)備類型可以是擴(kuò)展器或是終端設(shè)備類型。當(dāng)SAS發(fā)起者發(fā)現(xiàn)在這個SAS域中存在有什么設(shè)備，是否目標(biāo)設(shè)備或發(fā)起者設(shè)備，以及他們支持的協(xié)議的時候，SAS發(fā)起者使用標(biāo)識地址幀中的信息。使用接著該SAS發(fā)現(xiàn)算法之后的SMP發(fā)現(xiàn)指令，將該信息回復(fù)給這個SAS發(fā)起者。通過SMP指令，發(fā)起者可以發(fā)現(xiàn)有關(guān)該擴(kuò)展器的信息，例如該擴(kuò)展器中的物理口數(shù)量，連接到擴(kuò)展器特定物理口的設(shè)備類型，關(guān)于該擴(kuò)展器制造商的信息，等等。
為將它的端口映射到驅(qū)動器插槽，控制器105以如下所述方式使用標(biāo)識地址幀數(shù)據(jù)。從物理口0開始，如果收到標(biāo)識地址幀數(shù)據(jù)，它會從中讀取附加設(shè)備類型(ADT)。如果沒有收到標(biāo)識地址幀數(shù)據(jù)，即不存在設(shè)備，該ADT被內(nèi)部設(shè)置為“沒有設(shè)備”，然后控制器105將保留設(shè)備ID 0。如果該ADT設(shè)置為“終端設(shè)備”，它指定設(shè)備ID 0給連接到對應(yīng)于插槽0的物理口0的驅(qū)動器。
如果ADT設(shè)置為“邊緣擴(kuò)展器設(shè)備”或“輸出擴(kuò)展器設(shè)備”，控制器105通過將每個存在的設(shè)備的物理口指定為下一個設(shè)備ID，以及如果不存在驅(qū)動器則保留下一個設(shè)備ID，來發(fā)現(xiàn)附加到該擴(kuò)展器的所有設(shè)備。一旦該擴(kuò)展器上的所有設(shè)備都被發(fā)現(xiàn)，該控制器105將在它的下一個物理口上繼續(xù)以上映射流程。
當(dāng)完成發(fā)現(xiàn)后，控制器105將擁有稀疏分布的設(shè)備ID列表。RAID控制器106現(xiàn)在可以使用這些設(shè)備ID來操作插槽LED。
圖4一圖6說明了如以上所述的同樣概念。圖4中，類似系統(tǒng)100，系統(tǒng)400是配置為SAS的存儲系統(tǒng)。系統(tǒng)400中對應(yīng)于系統(tǒng)100中類似設(shè)備的設(shè)備采用類似編號?？墒牵到y(tǒng)400中，擴(kuò)展器407b有12個端口。圖5說明了不存在該擴(kuò)展器情況下的磁盤驅(qū)動器映射。圖6中，4個控制器端口配置為一個擴(kuò)展到驅(qū)動器插槽5-10的4X寬端口，因此這些插槽中的驅(qū)動器被指定為對應(yīng)的設(shè)備ID減1。
權(quán)利要求
1.一種在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中、將SAS控制器的端口映射到磁盤驅(qū)動器的方法，所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包括至少一個用于連接到一個或多個磁盤驅(qū)動器的擴(kuò)展器，所述控制器包括用于x個連接的端口，即物理口0-x，該方法包括在所述控制器的每個物理口上，接收SAS標(biāo)識地址幀；從所述控制器包含物理口0的端口開始；如果所述標(biāo)識地址幀指出與所述端口關(guān)聯(lián)的設(shè)備是一個終端設(shè)備，將設(shè)備ID 0指定給該設(shè)備；如果所述標(biāo)識地址幀指出與所述端口關(guān)聯(lián)的設(shè)備是一個擴(kuò)展器，將設(shè)備ID 0-x指定給具有到所述擴(kuò)展器的物理口的每個下一驅(qū)動器1-x如果沒有接收到SAS標(biāo)識地址幀，指出沒有設(shè)備與所述端口關(guān)聯(lián)，為物理口0保留設(shè)備ID；以及為所述控制器的物理口1-x重復(fù)上述步驟，按照相關(guān)聯(lián)的磁盤驅(qū)動器的發(fā)現(xiàn)次序指定連續(xù)的設(shè)備ID。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述設(shè)備ID，控制與所述磁盤驅(qū)動器相關(guān)的狀態(tài)LED。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中RAID類型的驅(qū)動器控制器從所述控制器接收設(shè)備ID并且控制所述狀態(tài)LED。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述系統(tǒng)里任意設(shè)備的最低編號的驅(qū)動器插槽，連接到用于所述設(shè)備的最低編號的物理口。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將磁盤驅(qū)動器插入空余的驅(qū)動器插槽，以及將一個保留的設(shè)備ID指定給所述磁盤驅(qū)動器。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述控制器從所述標(biāo)識地址幀的設(shè)備類型域接收數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述控制器接收標(biāo)識地址幀數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)作為對用于擴(kuò)展器所包含物理口的SMP指令的響應(yīng)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述SMP指令是發(fā)現(xiàn)DISCOVER指令。
全文摘要
一種用于數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的磁盤驅(qū)動器到服務(wù)器連接插槽的映射的方法。當(dāng)使用SAS擴(kuò)展器來添加額外的磁盤驅(qū)動器，并且維持相同的驅(qū)動器編號計(jì)劃，就好像不存在擴(kuò)展器的時候，可以使用該方法。該方法使用SAS連接的標(biāo)識地址幀來確定一個設(shè)備是否連接到控制器端口的每個物理口，以及該設(shè)備是擴(kuò)展器或是終端設(shè)備(磁盤驅(qū)動器)。
文檔編號G06F3/06GK1955913SQ200610135528
公開日2007年5月2日 申請日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日
發(fā)明者K·馬可斯, J·切里安 申請人:戴爾產(chǎn)品有限公司